Kurz

Ein Artikel, in dem Fans einfache Schemata selbst löten und herausfinden können, warum sie so hergestellt werden.

Und auch für diejenigen, die einen solchen Server wirklich brauchen.

Hier gibt es keine Superleistungen, aber es gibt eine billige, kompakte und kostengünstige Lösung, die in einigen Fällen eine umfangreiche Ausrüstung ersetzt:

• einen Heimserver aus einem alten Laptop und einem Router-Netzteil gemacht,
• erklärt das Energieschema des Routers aus Lade- und Laptop-Akku,
• Das Schema zum Einschalten des Laptops beim Einschalten wird erläutert.

Idee

Ich brauchte einen kleinen Dateiserver, der auch Stromausfällen von bis zu 15 Minuten standhalten musste.

Ich beschloss, es von einem alten Laptop zu machen.

Ein Laptop (Asus A8J) wurde speziell für das Experiment mit einer kaputten Matrix, aber mit einem aktiven Akku und einem Lüfter gekauft.

(Hinweis: Wenn Sie bereits einen Laptop haben, ist es nicht erforderlich, die Matrix zu brechen, wie bei der bekannten Aufgabe zum Wasserkocher. Wenn Ihr Router jedoch wie meiner mit einem 4G-Modem arbeitet, ist es besser, die Matrix zu deaktivieren, und ich werde erklären, warum.

Das Arbeiten ohne Matrix ist unangenehm. Verwenden Sie zuerst einen externen Monitor und dann SSH.)

Dabei machte ich auf die Tatsache aufmerksam, dass der Mikrotik-Router (ich habe RB-951G) von 9 bis 30 V mit Strom versorgt werden kann, und es entstand die Idee, ihn von einem Laptop aus zu speisen.

Es stellte sich als sehr erfolgreiche Kombination heraus: Bei vorhandener Netzspannung wird der Router vom Laptop-Ladegerät (19-20 V) und bei einem Netzausfall vom Akku desselben Laptops (12 bis 9 V, wenn dieser entladen ist) mit Strom versorgt, d. H. alles ist in normalen Grenzen.

Genauer gesagt wird die Spannung am Router aufgrund eines Abfalls der Dioden um 0,2 bis 0,4 V niedriger sein, aber immer noch im akzeptablen Bereich (mit Ausnahme der unteren Grenze der Batterieentladung, die wir nicht sicher kennen, aber in meinem Fall ist es unwahrscheinlich, dass sie erreicht wird .

Und wenn ja, passiert dem Router nichts Schlimmes.

Router-Energieschema

Da hier eine höhere Spannung (20 V) Vorrang hat, ist der Schaltkreis sehr einfach und besteht aus zwei Dioden.

Es ist auch zweckmäßig, dass kein Spannungsschutz notwendig ist.

Bei längerer Abwesenheit des Netzwerks wird die Batterie bis zu dem Punkt entladen, an dem der eingebaute Controller die Last abschaltet und somit keine Überentladung auftritt.

Wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, beginnt der Akku zu laden und der Router wird vom Ladegerät mit Strom versorgt.

Theoretisch können wir in einem erfolglosen Fall den zulässigen Strom des Ladegeräts und / oder des Akkus überschreiten (da wir den zusätzlichen Strom von 0,4 bis 0,8 A mit 20 V zum Router führen), aber in der Praxis tritt der Überstrom nicht auf, und dies ist der Grund: Ich habe das DVD-Laufwerk vom Laptop, dem Controller, entfernt WIFI sowie die Matrix. Dementsprechend sank der Stromverbrauch.

Um die Spannungsverluste zu reduzieren, haben wir Schottky-Dioden ausgewählt. Insbesondere habe ich eine Baugruppe aus zwei Dioden (ich erinnere mich nicht an den Typ) verwendet, die in Computer-Netzteilen enthalten sind und wie ein leistungsstarker Transistor aussehen.

Die Stromaufnahme des Routers zusammen mit dem darin enthaltenen 4G-Modem kann im schlimmsten Fall bis zu 1,7 A betragen - bei einer Stromversorgung von 9 V.

(Das Schaltnetzteil im Router verbraucht konstant Strom. Je niedriger die Eingangsspannung, desto höher der Stromverbrauch.)

Bestückungsdioden halten einem Dauerstrom von 20 A stand, und das ist auch praktisch.

Sie müssen nicht gegen Ausgangskurzschlüsse schützen. Diese Rolle wird, wenn überhaupt, von internen Lade- und Batterieschutzschaltungen übernommen.

Wenn jemand separate Schottky-Dioden verwenden möchte, muss er diese für einen Strom von mindestens 5 A und mindestens geringfügig kühlen, z. B. durch die Leiterbahnen auf der Platine.

Notebook-Schaltung

Es gab aber noch ein anderes Problem: Der Laptop selbst schaltet sich nicht ein, wenn die Netzspannung angezeigt wird. Es gibt keine solche Option im BIOS. (Aus irgendeinem Grund verfügen viele Laptops nicht über eine Reihe nützlicher Funktionen, z. B. können sie immer noch nicht von der Speicherkarte gebootet werden.)

Obwohl solche Unterbrechungen, um den Akku vollständig zu entladen, praktisch nicht vorkommen, wollte ich diese Frage schon beenden.

Auf meinem Laptop schließt der Netzschalter den Stromkreis auf Minus (wahrscheinlich auch Ihren).

Am selben Eingang habe ich den Draht vom Anschluss meines Geräts gelötet.

Im Gerät wird dieser Eingang durch einen Minus-Transistor geschlossen, der Laptop schaltet sich ein.

Um den Transistor bei unsachgemäßer Beschaltung zu schützen, wurde der Kollektorschaltung ein Widerstand R8 hinzugefügt.

Es wird überprüft, ob sich der Laptop stabil einschaltet, selbst wenn dieser Widerstand um das Dreifache erhöht wird. (Dies ist auch besser für Sie, um auf Ihrem Laptop zu überprüfen, da die Eingabeparameter der Taste variieren können).

Zur Steuerung des Transistors wurde ein RC-Impulsgenerator auf einem CD4093-Chip mit Schmitt-Triggern und Elementen R4, R5, C3 hergestellt. Die Dauer des Impulses und Pause für ca. 1 s, Genauigkeit ist nicht wichtig.

Es ist wichtig, dass der Betrieb des Generators mit einer Pause beginnt.

Und hier ist der Grund, warum ich einen Impulsgenerator gemacht habe: Mein Laptop ließ sich manchmal nicht einschalten, als ich zum ersten Mal die Taste drückte, aber er wurde eingeschaltet, als ich die zweite Taste drückte. Ich weiß nicht warum. In jedem Fall erwies es sich als universelle und zuverlässige Lösung.

Wenn der Laptop eingeschaltet ist, müssen Sie den Knopf nicht mehr „drücken“ und wir stoppen den Generator.

Die Schaltung lernt das Einschalten des Laptops mit einem anderen Kabel, das an +5 V eines beliebigen USB-Steckers angelötet ist.

Mein Laptop liefert nur + 5V an USB, wenn es eingeschaltet ist.

(Wenn Ihre USB-Spannung immer anliegt, wenn Sie über das Netzwerk mit Strom versorgt werden, müssen Sie die entsprechende Option im BIOS deaktivieren oder nach einem anderen Verbindungspunkt für dieses Signal suchen.)
Die Mikroschaltung wird vom +20 V-Eingang über den einfachsten Stabilisator von R1 und VD3 und C2 mit Strom versorgt, um sich vor Stromimpulsen zu schützen.

Die Stromversorgung dieser Schaltung über +5 V USB wurde ebenfalls so hergestellt, dass bei einem Stromausfall die Generatorleistung nicht abfällt und falsche Impulse entstehen, die den Laptop ausschalten können.

Beide Stromversorgungen werden über die einfachste Schaltung an zwei Dioden VD1, VD2, ebenso wie am Router, nur sehr stromsparend an die Mikroschaltung geliefert.

Aufbau

Der Anschluss ist 10-polig: PLD-10 + PBD-10, 2 Drähte werden parallel an den Stromkabeln verwendet.

Von den restlichen 4 sind zwei durch den Eingang der Taste und + 5V USB belegt, 2 weitere werden nicht verwendet.

Die Position der Kontakte ist so gewählt, dass beim Einschalten des Steckers in umgekehrter Position nichts brennt, der Router mit Strom versorgt wird und die Funktion zum Einschalten des Laptops nicht funktioniert.

Das Gerät wird auf ein Steckbrett montiert und in einen Schrumpfschlauch gelegt.

Es ist keine zusätzliche Kühlung erforderlich.
Sie können es in das Fach legen, in dem sich das DVD-Laufwerk befand.
Teile können in einem sehr weiten Bereich durch Analoga ersetzt werden.
Ich gebe kein allgemeines Foto, weil kaputte Laptops und so sahen sie es alle.

Was ist passiert?

Es hat seit einem Monat gearbeitet.

Der Verbrauch von mindestens 13 Watt (gemessen mit einem Stromzähler) bei aktiver Arbeit steigt auf 25 Watt.

2 Hardwareprobleme wurden erkannt:

Glitch No. 1: Wenn Sie den Ladeanschluss des Laptops ausschalten, wird der Laptop manchmal sofort ausgeschaltet.

Dies liegt höchstwahrscheinlich daran, dass ich das Kabel vom Laden zum Gerät direkt auf der Platine und sogar mit + 5V USB und dem Kabel vom Taster geführt habe.

Wenn Sie den Ladestecker des Kabels abziehen, fällt eine Reihe von ziemlich "steilen" Impulsen von +19 auf +12 V und umgekehrt, und sogar mit einem "Sprung", und dies kann durch die Kapazität der Kabel andere Laptop-Schaltungen stören.

Wenn Sie diesen Anschluss jedoch nicht trennen und den Ladevorgang nicht vom Netzwerk trennen, passiert nichts Schlimmes. Anscheinend sitzt dann die Spannung am Draht aufgrund der im Ladevorgang befindlichen Kondensatoren langsam und es treten keine Störungen auf.

Ich habe die Installation nicht repariert, aber im Allgemeinen lohnt es sich natürlich nicht, die Drähte so wie ich auf der Leiterplatte zu verlegen. Sie müssen irgendwie abgeschirmt oder außerhalb des Laptops oder zumindest vom Board entfernt getragen werden. (Es ist ein bisschen so, dass alle meine Drähte eine konstante Spannung haben.)
Der Kondensator C1 zwischen dem Minus und dem Plus des Ladevorgangs wurde hinzugefügt, und es scheint, dass der Fehler Nr. 1 verschwunden ist.

Glitch No. 2: Der Laptop konnte nicht mit einem Knopf ausgeschaltet werden.

Um den Laptop korrekt auszuschalten, schalten Sie zuerst die Stromversorgung aus (trennen Sie das Laden nur für den Fall vom Netzwerk, nicht vom Laptop, wie wir es aus früheren Erfahrungen kennen).
Und dann drücken wir den Ein- / Ausschalter. Das Betriebssystem wird heruntergefahren und der Laptop ausgeschaltet.

ABER. In diesem Moment liegt noch Spannung an den USB-Leistungskondensatoren (da keine Geräte verbraucht werden) im Laptop an, es setzt sich langsam hin und irgendwann gibt die Schaltung einen falschen Impuls an die Taste und der Laptop schaltet sich wieder ein!

Um dies zu verhindern, wurde ein R2-Widerstand hinzugefügt, der es schafft, die Kondensatoren in einer Sekunde zu entladen, und alles wurde normal. Wenn Sie ein solches Problem haben, sollte der Widerstand um den Faktor 2 reduziert werden. Es lohnt sich nicht, den Widerstand zu niedrig zu machen, weil er wird sich aalen.

Dies erhöht den Energieverbrauch praktisch nicht.

Betriebssystem und Programme

Ich habe Ubuntu Server 14.04 installiert und Samba konfiguriert, alles funktioniert und das reicht fürs Erste.

Es gab folgende Nachteile:

1) Der Laptop-Lüfter war unabhängig von der Prozessorauslastung sehr laut.

Ich habe das Fancontrol-Programm ausprobiert, aber sie konnte keinen Zugriff auf die Lüftersteuerung finden.
Beim Stöbern im Internet wurde ein anderes Programm gefunden: asusfan, die freundlichen Leute, die einst speziell für mein Laptop-Modell gemacht wurden. Es hat sofort nach der Kompilierung und Installation funktioniert, und jetzt wird der Lüfter automatisch geregelt und macht nur wenig Geräusche, und die Ressource wird gespart.

2) Mit dem Befehl hdparm -S 241 / dev / sda kann die Festplatte nicht für die Nacht angehalten werden.

Das Protokollierungsprogramm jbd2 „zieht“ es alle 5-10 Minuten, auch wenn eine Stunde lang keine Aktion ausgeführt wurde.

Die Foren schreiben, dass dies ein nicht behebbares Problem mit dem ext4-Dateisystem oder dessen Implementierung in Ubuntu ist.

Dann werde ich versuchen, zu xfs (oder vielleicht zu SSD) zu wechseln, aber im Moment - "Und so geht es!" (C).

Weitere Ideen (die in diesem Stadium bleiben)

• Stellen Sie bei einigen Geräten wie dem GSM-Relay eine unabhängige Verbindung her, um das System neu zu starten.
• Stellen Sie auf demselben GSM-Gerät eine Verbindung her, um ein USB-Flash-Laufwerk über Fernzugriff mit einem "Backup" -System zu verbinden, damit Sie von diesem System booten und die Konfiguration korrigieren können, wenn das Hauptsystem nicht bootet.

Warum über GSM, nicht über Ethernet?

Erstens wegen der möglichen Schwachstellen von Ethernet-Controllern, von denen ich irgendwo gehört habe.
Zweitens müssen Sie möglicherweise den Router neu starten, d. H. brauchen ein unabhängiges System.

Aber die Mikrotik-Router sind in dieser Hinsicht ziemlich zuverlässig und daher ist dies eigentlich nicht erforderlich, und der Server scheint auch ohne Fragen zu funktionieren.

Danksagung

Der Router hat mir (zu 99%) geholfen, den Kameraden @rifei zu konfigurieren, wofür ich ihm vielmals danke.

Und auch all jenen, die im Internet Anweisungen wie "wie man das Programm auf Ubuntu 14.04 ausführt" usw. schrieben, da ich selbst eine komplette Teekanne darin bin, aber durch das Lesen von 100500 solcher Anweisungen habe ich es geschafft, alles einzurichten.

Und separat - für diejenigen, die alle möglichen nützlichen Programme erstellt und veröffentlicht haben, die hier erwähnt und nicht erwähnt werden.